[发明专利]一种基于形心导向阈值的港机轨道损伤量化检测方法

权利要求书

1.一种基于形心导向阈值的港机轨道损伤量化检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、基于超声探伤的形心正负偏距值的确定：

将超声探伤设备装载固定在港机结构的轨道体上，启动超声探伤传感器对轨道整体结构的横截面冲击能量I_i进行检测，其中i为探伤的横截面编号，并调整探伤传感器的角度至切向45°对斜截面方位上的衍射层冗余能量Y_q进行检测，其中q为斜截面的编号，根据横截面冲击能量I_i与斜截面方位上的衍射层冗余能量Y_q确定每个横-斜截面所夹区域的形心正负偏距值X_m，其中m为横-斜截面所夹区域的区域编号；

S2、轨道各横-斜截面所夹区域的损伤导向率的确定：

在S1中计算的每个横-斜截面所夹区域的形心正负偏距值X_m的基础上，运用X射线衍射仪对每个横-斜截面所夹区域的轨道截面晶向衍射系数α_m进行测量，其中m为横-斜截面所夹区域的区域编号，然后对轨道各横-斜截面所夹区域的损伤导向率D_m进行求解；

S3、形位偏转幅值的确定：

运用超声探伤设备对港机轨道在损伤以后的横截面内综合形心坐标(β，γ)进行测量，同时，在有限元分析软件中导入港机轨道的三维模型，并对其进行网格化划分，划分完毕后输入标准化的工况载荷参数，而后对其进行后处理求解，在后处理模块中提取标准化工况载荷参数所对应的轨道横截面内的原始状态下形心坐标(δ，ε)，对形位偏转幅值P进行求解；

S4、融合导向率与形位偏转幅值的形心导向阈值的确定：

在S2中计算所得到的轨道各横-斜截面所夹区域的损伤导向率D_m与形位偏转幅值P的基础上对形心导向阈值A_m进行计算；

S5、轨道整体结构面损伤程度值的确定

在S4的基础上，对轨道整体结构面损伤程度值S进行计算；

所述形心正负偏距值X_mm为横-斜截面所夹区域的区域编号的计算方法为：

式中，X_m为每个横-斜截面所夹区域的形心正负偏距值，m为横-斜截面所夹区域的区域编号，Y_q为斜截面方位上的衍射层冗余能量，q为斜截面的编号，N为所匹配选择的横-斜截面的最多个数，I_i为横截面冲击能量，i为探伤的横截面编号；

所述损伤导向率D_m的计算方法为：

式中，C(X_m)_max为所有横-斜截面所夹区域的形心正负偏距值X_m中的最大值，C(X_m)_min为所有横-斜截面所夹区域的形心正负偏距值X_m中的最小值，α_m为每个横-斜截面所夹区域的轨道截面晶向衍射系数，C(α_m)_max为所有横-斜截面所夹区域的轨道截面晶向衍射系数α_m中的最大值，C(α_m)_min为所有横-斜截面所夹区域的轨道截面晶向衍射系数α_m中的最小值，m为横-斜界面所夹区域的区域编号，N为所匹配选择的横-斜截面的最多个数，D_m为轨道各横-斜界面所夹区域的损伤导向率，X_m为每个横-斜截面所夹区域的形心正负偏距值；

所述形位偏转幅值P的计算方法为：

式中，β为港机轨道在损伤以后的横截面内综合形心横坐标，γ为港机轨道在损伤以后的横截面内综合形心纵坐标，δ为标准化工况载荷参数所对应的轨道横截面内的原始状态下形心横坐标，ε为标准化工况载荷参数所对应的轨道横截面内的原始状态下形心纵坐标，P为形位偏转幅值；

所述形心导向阈值A_m的计算方法为：

式中，A_m为形心导向阈值，m为横-斜截面所夹区域的区域编号，P为形位偏转幅值，D_m为轨道各横-斜截面所夹区域的损伤导向率，q为斜截面的编号，N为所匹配选择的横-斜截面的最多个数，Y_q为斜截面方位上的衍射层冗余能量，C(Y_q)_max为所有斜截面方位上的衍射层冗余能量中的最大值，C(D_m)_max为轨道所有横-斜界面所夹区域的损伤导向率中的最大值，C(D_m)_min为轨道所有横-斜截面所夹区域的损伤导向率中的最小值；

所述轨道整体结构面损伤程度值S的计算方法为：

式中，S为轨道整体结构面损伤程度值，m为横-斜截面所夹区域的区域编号，N为所匹配选择的横-斜截面的最多个数，A_m为形心导向阈值，C(A_m)_max为形心导向阈值中的最大值，C(A_m)_min为形心导向阈值中的最小值。